Dla pomp zintegrowanych z silnikiem, np. pomp zatapialnych, silniki są dobierane przez producenta pompy. W innych przypadkach, szczególnie dla pomp o większych mocach i podczas przetłaczania cieczy innych niż woda, silniki są dobierane indywidualnie.
Dla prawidłowego doboru mocy silnika napędowego jest konieczne dokładne określenie zapotrzebowania mocy na wale pompy. Należy przy tym pamiętać, że na wartość pobieranej przez pompę mocy mają wpływ: prędkość obrotowa, natężenie przepływu, gęstość i lepkość przetłaczanej cieczy.
Rys.1. Przykład charakterystyki mocy pompy odśrodkowej
Podstawowe informacje o wymaganej przez pompę mocy określa jej charakterystyka mocy na wale. Przykład takiej charakterystyki podano na rys. 1. Charakterystyki mocy, dla ustalonej prędkości obrotowej, podczas przetłaczaniu wody, są publikowane w katalogach i materiałach producentów pomp. Z charakterystyki tej można odczytać zapotrzebowanie mocy Pw dla znanej wydajności Qr pompy.
Wymaganą moc silnika, zwykle większą od zapotrzebowania pompy Pw, można określić przybliżoną zależnością:
P_s > P_w \cdot {1 + \delta \over k_t \cdot k_w}
Ps - moc sinika Pw - moc na wale pompy δ - wsp. zapasu mocy kt - wsp. korekcyjny przy podwyższonej temperaturze otoczenia kw - wsp. korekcyjny przy instalowaniu silnika powyżej 1000m n.p.m.
Współczynnik zapasu mocy uwzględnia nieprzewidziany wzrost mocy, pobieranej przez pompę, np. na skutek różnic wykonania, wzrostu oporów uszczelnień itp. Współczynnik korekcyjny obciążenia kt uwzględnia zmniejszenie skuteczności odprowadzenia ciepła strat z silnika, na skutek zmniejszenia różnicy temperatury między obudową silnika i otoczeniem. Współczynnik korekcyjny obciążenia kw uwzględnia zmniejszenie skuteczności odprowadzenia ciepła strat z silnika, na skutek zmniejszenia gęstości powietrza, związanego ze spadkiem ciśnienia atmosferycznego.
Wartość współczynnika zapasu mocy można oszacować na podstawie tabeli 1 lub z wykresu rys. 2.
Tab. 1. Współczynnik zapasu mocy δ
-
Ps [kW]
< 1,5
1,5–4
4–40
40–75
> 75
δ
~ 0,4
0,4–0,25
0,25–0,15
0,15–0,1
0,1–0,06
Rys. 2. Współczynnik zapasu mocy według PN-EN ISO 9906
Tab.2. Wymagana korekta dopuszczalnego obciążenia silnika ze względu na temperaturę otoczenia
|
Temperatura [°C] |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
|
kt |
1,07 |
1,04 |
1 |
0,96 |
0,92 |
0,87 |
0,82 |
Tab. 3. Wymagana korekta dopuszczalnego obciążenia silnika ze względu na poziom instalowania
|
Wysokość n.p.m. [m] |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
3000 |
3500 |
4000 |
|
kw |
1,00 |
0,97 |
0,94 |
0,90 |
0,86 |
0,82 |
0,77 |
Podczas określania zapasu mocy należy także uwzględnić kształt charakterystyki mocy i spodziewane zmiany parametrów pracy układu.
Rys. 3. Charakterystyki mocy: a) przeciążalna – rosnąca,
b) nieprzeciążalna, c) przeciążalna – malejąca
Dla pomp o charakterystykach nieprzeciążalnych, krzywa b) na rys. 3, możemy stosować minimalne nadwyżki mocy. Dla pomp o charakterystykach rosnących, krzywa a) na rys. 3, gdy istnieje potencjalna możliwość wzrostu wydajności, należy stosować większe zapasy mocy. Podobnie dla pomp o charakterystykach malejących, krzywa c) na rys. 3, gdy możemy się spodziewać zmniejszenia wydajności, należy także zwiększyć zapas mocy.
Podczas doboru silnika jego moc znamionowa powinna być równa mocy wymaganej lub najbliższej większej w typoszeregu.
PAMIĘTAJ !
- Moc pompy zależy od wydajności
- Moc pompy zależy od gęstości cieczy
- Moc pompy zależy od lepkości cieczy
- Moc pompy zależy od prędkości obrotowej
- Moc pompy zależy od ustawienia łopatek (diagonalne i śmigłowe)
- Moc pompy zależy od średnicy wirnika (dopasowanie przez stoczenie)
- Straty energii w silniku są znaczące i zamieniają się w ciepło (silnik elektryczny nie ma 100% sprawności)
- Do prawidłowej pracy silnika konieczne jest odprowadzenie ciepła strat do atmosfery (radiator wokół stojana + wymuszenie przepływu wentylatorem)
Warto sprawdzić: